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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:Simultaneous equations)

Geometrical Description of Simultaneous Equations

このQ&Aのポイント
  • Learn about the geometrical description of a system of simultaneous equations and how the planes represented by the equations relate to each other.
  • Understand the condition for having infinitely many solutions or no solution in a system of simultaneous equations.
  • Explore the different scenarios in which a system of simultaneous equations can have no solution.

質問者が選んだベストアンサー

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  • info222_
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回答No.3

x + y + z = 3  (1) 2x - 3y +3z = 7 (2) 3x - 2y + 4z = 6 (3) (1),(2),(3)の式の(x,y,z)は3次元空間の直交座標空間の座標点に対応させることができます。 (1),(2),(3)はそれぞれ、3次元座標空間では平面を表します。 (1)と(2)の平面は平行な平面でないので、交わり、その交わる点は一本の直線上にあります。この直線のことを交線と呼びます。 (1)と(2)を同時に満たす解は交線上の座標点(x,y,z)の全てですから(1)と(2)の解は無数に存在します。 つまり(1)と(2)の式は2つの式で、交線の直線を表す式とも言えます。 (1)+(2)=(3)となれば、(1)と(2)の交線が(3)の平面に含まれるということを意味します。つまり、(1)と(2)の交線上の全ての座標点(x,y,z)は(3)の平面上の座標点でもあるので、(3)の式も満たします。すなわち、(1),(2),(3)を同時に満たす解が無数に存在するこということです。 >(1)+(2)=(3) にならなければ解無しになると聞きましたがこれは正しいですか? 正しいです。 >又、この3つの式はどの様な形で解無しだという事はわかりますか? これは3次元空間直交座標で考えれば、(1)と(2)の交線が(3)の式が表す平面と交わらない、つまり、交線と(3)の平面が平行となっていて、(1)と(2)の解の全てが(3)の式を満たさないことを意味します。すなわち、((1),(2),(3)の3つの式を同時に満たす解が存在しない(解なし)ということです。 >例えば(1)と(2)の関係は解無数だが(3)が加わる事で解無しになるとか、 その通りです。 >3つとも並行で解無しだとか、 その場合もありますが、他にも、2つの平行でない平面の交線が、残りの平面と平行な場合も解なしとなります。 >3つの式がどういう形で解無しになっているのか、というのは計算してわかるものですか? 計算でも、わかります。 2つの方程式が同時に成立しない場合 たとえば  x+y+z=3 ...(1)  x+y+z=1 ...(2) の場合(1),(2)を同時に満たす解は存在しない(不能)ので解なしとなります。 また、 (2)つの式から、2つの変数を、他の1つの変数で表して、もう1つの敷に代入するとその式が成り立たない場合も解なしとなります。 たとえば 2つの式から  x=z+1 ...(1)'  y=2z-3 ...(2)' が導かれたとしよう。 もう1つの式が  x+y-3z=5 ...(3) の場合(1)'と(2)'を(3)に代入すると  -2=5 となって(3)式が成り立たず、 この場合も解なしとなります。

machikono
質問者

お礼

詳しく説明して下さって有り難うございました

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その他の回答 (2)

  • 178-tall
  • ベストアンサー率43% (762/1732)
回答No.2

x + y + z = 3  …(1) 2x - 3y + 3z = 7 …(2) 3x - 2y + 4z = 6 …(3) この「3つの式」の左辺は (1)+(2)=(3) 、右辺は (1)+(2)≠(3) ですね。 これは「解無し」。 もし、左右辺とも (1)+(2)=(3) なら「解無数」。 「計算してわかるもの」です。 x + y = 3 - z  …(1)' 2x - 3y = 7 - 3z …(2)' 3x - 2y = 10 - 4z …(3)' なら、左右辺とも (1)+(2)=(3) 。 (1)' , (2)' を解くと?  x = -(1/7)(-22+8z)  y = -(1/7)(1-z) 当然、(3)' が成立。   

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  • trytobe
  • ベストアンサー率36% (3457/9591)
回答No.1

すごく図形的な説明をすると、 まず2元連立方程式の場合は、「座標のx軸とy軸がある2次元平面の中に、直線の式が2本ある」というのが、2元連立方程式で、その2つの直線が交わるところの座標(x,y)が答えなのです。 ここで重要なのは、2元連立方程式でも、2つの式が同じ直線(重なっている)なら、どこでも交わっているので「解は無数」(直線上のすべてが解)なのです。2つの式が重なっていないけど平行な直線だったら、どこまでいっても交わらないので「解なし」なのです。 これと同じことが、3元連立方程式の場合は、「座標のx軸とy軸とz軸がある3次元立体空間の中に、直線の式が3本ある」というのが、3元連立方程式で、その3つの直線が交わるところの座標(x,y,z)が答えなのです。 簡単にするため、直線3本のうち、(1) も (2) も満たす(x,y,z)なら、(1)+(2) も満たすから、これを1本の直線として統合したものにして、残りの (3) との2本で、さっきのような重なっているか(解無数か)、平行やねじれの位置で交わることがない2つの直線か(解なしか)、というのを「(1)+(2)」と「(3)」の2本の直線で把握しよう、という意図なのです。

machikono
質問者

お礼

有り難うございます、書いて下さった事全部読みました。 とても助かります。

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